Презентация на тему эволюция звезд по физике. Презентация на тему "эволюция звезд". Дать понятие о пространственной скорости звезд
Слайд 1
Слайд 2
Вселенная состоит на 98% из звезд. Они же являются основным элементом галактики.
«Звезды – это огромные шары из гелия и водорода, а также других газов. Гравитация тянет их внутрь, а давление раскаленного газа выталкивает их наружу, создавая равновесие. Энергия звезды содержится в ее ядре, где ежесекундно гелий взаимодействует с водородом».
Слайд 3
Жизненный путь звезд представляет собой законченный цикл – рождение, рост, период относительно спокойной активности, агония, смерть, и напоминает жизненный путь отдельного организма.
Астрономы не в состоянии проследит жизнь одной звезды от начала и до конца. Даже самые короткоживущие звёзды существуют миллионы лет – дольше жизни не только одного человека, но и всего человечества. Однако учёные могут наблюдать много звёзд, находящихся на самых разных стадиях своего развития, - только что родившиеся и умирающие. По многочисленным звездным портретам они стараются восстановить эволюционный путь каждой звезды и написать её биографию.
Слайд 4
Слайд 5
Области звездообразования.
Гигантские молекулярные облака с массами, большими 105 массы Солнца (их известно более 6 000 в Галактике)
Туманность Орел
в 6000 световых лет от нас молодое рассеянное звёздное скопление в созвездии Змеи тёмные области в туманности - это протозвёзды
Слайд 6
Туманность Ориона
светящаяся эмиссионная туманность с зеленоватым оттенком и находится ниже Пояса Ориона можно видеть даже невооружённым глазом в 1300 световых лет от нас, а величиной в 33 световых года
Слайд 7
Гравитационное сжатие
Сжатие - следствие гравитационной неустойчивости, идея Ньютона. Позже Джинс определил минимальные размеры облаков, в которых может начаться самопроизвольное сжатие.
Имеет место достаточно эффективное охлаждение среды: высвобождающаяся энергия гравитации идет на излучение инфракрасного диапазона, уходящее в космическое пространство.
Слайд 8
Протозвезда
При увеличении плотности облака оно становится непрозрачным для излучения. Начинается повышение температуры внутренних областей. Температура в недрах протозвезды достигает порога термоядерных реакций синтеза. Сжатие на какое-то время прекращается.
Слайд 9
молодая звезда пришла на главную последовательность диаграммы Г-Р начался процесс выгорания водорода - основного звездного ядерного топлива сжатие практически не происходит, и запасы энергии больше не изменяются медленное изменение химического состава в ее центральных областях, обусловленное превращением водорода в гелий
Звезда переходит в стационарное состояние
Слайд 10
Слайд 11
когда водород полностью выгорает, звезда уходит с главной последовательности в область гигантов или при больших массах - сверхгигантов
Гиганты и сверхгиганты
Содержание
- Рождение звезд
- Жизнь звезды
- Белые карлики и нейтронные дыры
- Черные дыры
- Гибель звезд
- Ознакомить с действием сил гравитации во Вселенной, которые приводят к образованию звезд.
- Рассмотреть процесс эволюции звезд.
- Дать понятие о пространственной скорости звезд.
- Охарактеризовать физическую природу звезд.
- Космос часто называют безвоздушным пространством, полагая его пустым. Однако, это не так. В межзвездном пространстве есть пыль и газ, в основном, гелий и водород, причем последнего значительно больше.
- Во Вселенной существуют даже целые облака пыли и газа, которые могут сжиматься под действием сил гравитации.
- В процессе сжатия часть облака будет нагреваясь уплотняться.
- Если масса сжимающегося вещества достаточна для того, чтобы в процессе сжатия внутри него начали происходить ядерные реакции, то из такого облака получается звезда.
- Каждая "новорожденная" звезда, в зависимости от своей первоначальной массы, занимает определенное место на диаграмме Герцшпрунга-Рессела - графике, по одной оси которого отложен показатель цвета звезды, а по другой - ее светимость, т.е. количество энергии, излучаемой в секунду.
- Показатель цвета звезды связан с температурой ее поверхностных слоев - чем ниже температура, тем звезда краснее, а ее показатель цвета больше.
- В процессе эволюции звезды меняют свое положение на диаграмме "спектр-светимость", перемещаясь из одной группы в другую. Большую часть жизни звезда проводит на Главной последовательности. Справа и вверх от нее располагаются как самые молодые звезды, так и звезды, далеко продвинувшиеся по своему эволюционному пути.
- Время жизни звезды зависит, главным образом, от ее массы. По теоретическим расчетам, масса звезды может варьировать от 0,08 до 100 солнечных масс.
- Чем больше масса звезды, тем быстрее выгорает водород, и тем более тяжелые элементы могут образоваться в процессе термоядерного синтеза в ее недрах. На поздней стадии эволюции, когда в центральной части звезды начинается горение гелия, она сходит с Главной последовательности, становясь, в зависимости от массы, голубым или красным гигантом.
- Но наступает момент, когда звезда на пороге кризиса, она уже не может вырабатывать необходимое количество энергии, для поддержания внутреннего давления и противостояния силам гравитации. Начинается процесс неудержимого сжатия (коллапс).
- Вследствие коллапса образуются звезды с огромной плотностью (белые карлики). Одновременно с образованием сверхплотного ядра, звезда сбрасывает свою внешнюю оболочку, которая превращается в газовое облако - планетарную туманность и постепенно рассеивается в космосе.
- Звезда большей массы может сжиматься до радиуса, 10 км, превращаясь в нейтронную звезду. Одна столовая ложка нейтронной звезды весит 1 млрд. тонн! Последняя стадия эволюции еще более массивной звезды - образование черной дыры. Звезда сжимается до таких размеров, при которых вторая космическая скорость становится равной скорости света. В районе черной дыры пространство сильно искривляется, а время замедляется.
- Образование нейтронных звезд и черных дыр обязательно связано с мощным взрывом. В небе возникает яркая точка, почти такая же яркая, как галактика, в которой она вспыхнула. Это "Сверхновая звезда". Упоминания, встречающиеся в древних летописях о появлении на небе ярчайших звезд, это не что иное, как свидетельства коллосальных космических взрывов.
- Звезда теряет всю внешнюю оболочку, которая, разлетаясь с большой скоростью, через сотни тысяч лет без следа растворяется в межзвездном среде, а до этого мы наблюдаем ее как расширяющуюся газовую туманность.
- Первые 20 000 лет расширение газовой оболочки сопровождается мощным радиоизлучением. В течение этого времени она представляет собой горячий плазменный шар, имеющий магнитное поле, удерживающее заряженные частицы высоких энергий, образовавшиеся в Сверхновой.
- Чем больше времени прошло с момента взрыва, тем слабее радиоизлучение и ниже температура плазмы.
Вселенная состоит на 98% из звезд. Они же являются основным элементом галактики. «Звезды – это огромные шары из гелия и водорода, а также других газов. Гравитация тянет их внутрь, а давление раскаленного газа выталкивает их наружу, создавая равновесие. Энергия звезды содержится в ее ядре, где ежесекундно гелий взаимодействует с водородом».
Жизненный путь звезд представляет собой законченный цикл – рождение, рост, период относительно спокойной активности, агония, смерть, и напоминает жизненный путь отдельного организма. Астрономы не в состоянии проследит жизнь одной звезды от начала и до конца. Даже самые короткоживущие звёзды существуют миллионы лет – дольше жизни не только одного человека, но и всего человечества. Однако учёные могут наблюдать много звёзд, находящихся на самых разных стадиях своего развития, - только что родившиеся и умирающие. По многочисленным звездным портретам они стараются восстановить эволюционный путь каждой звезды и написать её биографию.
Области звездообразования. Гигантские молекулярные облака с массами, большими 105 массы Солнца (их известно более в Галактике) Туманность Орел в 6000 световых лет от нас молодое рассеянное звёздное скопление в созвездии Змеи тёмные области в туманности это протозвёзды
Гравитационное сжатие Сжатие - следствие гравитационной неустойчивости, идея Ньютона. Позже Джинс определил минимальные размеры облаков, в которых может начаться самопроизвольное сжатие. Имеет место достаточно эффективное охлаждение среды: высвобождающаяся энергия гравитации идет на излучение инфракрасного диапазона, уходящее в космическое пространство.
Протозвезда При увеличении плотности облака оно становится непрозрачным для излучения. Начинается повышение температуры внутренних областей. Температура в недрах протозвезды достигает порога термоядерных реакций синтеза. Сжатие на какое-то время прекращается.
Молодая звезда пришла на главную последовательность диаграммы Г-Р начался процесс выгорания водорода - основного звездного ядерного топлива сжатие практически не происходит, и запасы энергии больше не изменяются медленное изменение химического состава в ее центральных областях, обусловленное превращением водорода в гелий Звезда переходит в стационарное состояние
Масса звезды
1,4 массы Солнца: силы гравитационного сжатия очень велики плотность вещества достигает миллиона тонн в см3 выделяется огромная энергия – 10^45 Дж температура – 10^11 К взрыв Сверхновой звезды большая часть звезды выбрасывается в косми" title="масса звезды > 1,4 массы Солнца: силы гравитационного сжатия очень велики плотность вещества достигает миллиона тонн в см3 выделяется огромная энергия – 10^45 Дж температура – 10^11 К взрыв Сверхновой звезды большая часть звезды выбрасывается в косми" class="link_thumb"> 14 масса звезды > 1,4 массы Солнца: силы гравитационного сжатия очень велики плотность вещества достигает миллиона тонн в см3 выделяется огромная энергия – 10^45 Дж температура – 10^11 К взрыв Сверхновой звезды большая часть звезды выбрасывается в космическое пространство со скоростью км/с потоки нейтрино охлаждают ядро звезды - Нейтронная звезда 1,4 массы Солнца: силы гравитационного сжатия очень велики плотность вещества достигает миллиона тонн в см3 выделяется огромная энергия – 10^45 Дж температура – 10^11 К взрыв Сверхновой звезды большая часть звезды выбрасывается в косми"> 1,4 массы Солнца: силы гравитационного сжатия очень велики плотность вещества достигает миллиона тонн в см3 выделяется огромная энергия – 10^45 Дж температура – 10^11 К взрыв Сверхновой звезды большая часть звезды выбрасывается в космическое пространство со скоростью 1000-5000 км/с потоки нейтрино охлаждают ядро звезды - Нейтронная звезда"> 1,4 массы Солнца: силы гравитационного сжатия очень велики плотность вещества достигает миллиона тонн в см3 выделяется огромная энергия – 10^45 Дж температура – 10^11 К взрыв Сверхновой звезды большая часть звезды выбрасывается в косми" title="масса звезды > 1,4 массы Солнца: силы гравитационного сжатия очень велики плотность вещества достигает миллиона тонн в см3 выделяется огромная энергия – 10^45 Дж температура – 10^11 К взрыв Сверхновой звезды большая часть звезды выбрасывается в косми"> title="масса звезды > 1,4 массы Солнца: силы гравитационного сжатия очень велики плотность вещества достигает миллиона тонн в см3 выделяется огромная энергия – 10^45 Дж температура – 10^11 К взрыв Сверхновой звезды большая часть звезды выбрасывается в косми">
2,5 массы Солнца гравитационный коллапс гравитационный коллапс звезда превращается в Черную дыру звезда превращается в Черную дыру" title="масса звезды > 2,5 массы Солнца гравитационный коллапс гравитационный коллапс звезда превращается в Черную дыру звезда превращается в Черную дыру" class="link_thumb"> 19 масса звезды > 2,5 массы Солнца гравитационный коллапс гравитационный коллапс звезда превращается в Черную дыру звезда превращается в Черную дыру 2,5 массы Солнца гравитационный коллапс гравитационный коллапс звезда превращается в Черную дыру звезда превращается в Черную дыру"> 2,5 массы Солнца гравитационный коллапс гравитационный коллапс звезда превращается в Черную дыру звезда превращается в Черную дыру"> 2,5 массы Солнца гравитационный коллапс гравитационный коллапс звезда превращается в Черную дыру звезда превращается в Черную дыру" title="масса звезды > 2,5 массы Солнца гравитационный коллапс гравитационный коллапс звезда превращается в Черную дыру звезда превращается в Черную дыру"> title="масса звезды > 2,5 массы Солнца гравитационный коллапс гравитационный коллапс звезда превращается в Черную дыру звезда превращается в Черную дыру">
Cлайд 1
Cлайд 2
Звезды Вселенная состоит на 98% из звезд. Они же являются основным элементом галактики. «Звезды – это огромные шары из гелия и водорода, а также других газов. Гравитация тянет их внутрь, а давление раскаленного газа выталкивает их наружу, создавая равновесие. Энергия звезды содержится в ее ядре, где ежесекундно гелий взаимодействует с водородом».
Cлайд 3
Жизнь звезд Жизненный путь звезд представляет собой законченный цикл – рождение, рост, период относительно спокойной активности, агония, смерть, и напоминает жизненный путь отдельного организма. Астрономы не в состоянии проследит жизнь одной звезды от начала и до конца. Даже самые короткоживущие звёзды существуют миллионы лет – дольше жизни не только одного человека, но и всего человечества. Однако учёные могут наблюдать много звёзд, находящихся на самых разных стадиях своего развития, - только что родившиеся и умирающие. По многочисленным звездным портретам они стараются восстановить эволюционный путь каждой звезды и написать её биографию.
Cлайд 4
Cлайд 5
Области звездообразования Области звездообразования. Гигантские молекулярные облака с массами, большими 105 массы Солнца (их известно более 6 000 в Галактике) Туманность Орел в 6000 световых лет от нас молодое рассеянное звёздное скопление в созвездии Змеи тёмные области в туманности - это протозвёзды
Cлайд 6
Туманность Ориона Туманность Ориона светящаяся эмиссионная туманность с зеленоватым оттенком и находится ниже Пояса Ориона можно видеть даже невооружённым глазом в 1300 световых лет от нас, а величиной в 33 световых года
Cлайд 7
Гравитационное сжатие Гравитационное сжатие Сжатие - следствие гравитационной неустойчивости, идея Ньютона. Позже Джинс определил минимальные размеры облаков, в которых может начаться самопроизвольное сжатие. Имеет место достаточно эффективное охлаждение среды: высвобождающаяся энергия гравитации идет на излучение инфракрасного диапазона, уходящее в космическое пространство.
Cлайд 8
Протозвезда Протозвезда При увеличении плотности облака оно становится непрозрачным для излучения. Начинается повышение температуры внутренних областей. Температура в недрах протозвезды достигает порога термоядерных реакций синтеза. Сжатие на какое-то время прекращается.
Cлайд 9
Стационарное состояние молодая звезда пришла на главную последовательность диаграммы Г-Р начался процесс выгорания водорода - основного звездного ядерного топлива сжатие практически не происходит, и запасы энергии больше не изменяются медленное изменение химического состава в ее центральных областях, обусловленное превращением водорода в гелий Звезда переходит в стационарное состояние
Cлайд 10
Cлайд 11
Гиганты и сверхгиганты когда водород полностью выгорает, звезда уходит с главной последовательности в область гигантов или при больших массах - сверхгигантов Гиганты и сверхгиганты
Cлайд 12
Гравитационное сжатие масса звезды < 1,4 массы Солнца: БЕЛЫЙ КАРЛИК электроны обобществляются, образуя вырожденный электронный газ гравитационное сжатие останавливается плотность становится до нескольких тонн в см3 еще сохраняет Т=10^4 К постепенно остывает и медленно сжимается(миллионы лет) окончательно остывают и превращаются в ЧЕРНЫХ КАРЛИКОВ Когда все ядерное топливо выгорело, начинается процесс гравитационного сжатия.
Cлайд 13
Карлики Белый карлик в облаке межзвездной пыли Два молодых черных карлика в созвездии Тельца
Cлайд 14
Масса звезды масса звезды > 1,4 массы Солнца: силы гравитационного сжатия очень велики плотность вещества достигает миллиона тонн в см3 выделяется огромная энергия – 10^45 Дж температура – 10^11 К взрыв Сверхновой звезды большая часть звезды выбрасывается в космическое пространство со скоростью 1000-5000 км/с потоки нейтрино охлаждают ядро звезды - Нейтронная звезда
Слайд 2
Вселенная состоит на 98% из звезд. Они же являются основным элементом галактики.
«Звезды – это огромные шары из гелия и водорода, а также других газов. Гравитация тянет их внутрь, а давление раскаленного газа выталкивает их наружу, создавая равновесие.Энергия звезды содержится в ее ядре, где ежесекундно гелий взаимодействует с водородом».
Слайд 3
Жизненный путь звезд представляет собой законченный цикл – рождение, рост, период относительно спокойной активности, агония, смерть, и напоминает жизненный путь отдельного организма.
Астрономы не в состоянии проследит жизнь одной звезды от начала и до конца. Даже самые короткоживущие звёзды существуют миллионы лет – дольше жизни не только одного человека, но и всего человечества. Однако учёные могут наблюдать много звёзд, находящихся на самых разных стадиях своего развития, - только что родившиеся и умирающие. По многочисленнымзвездным портретам они стараются восстановить эволюционный путь каждой звезды и написать её биографию.
Слайд 4
Диаграмма Герцшпрунга-Рассела
Слайд 5
Области звездообразования.
Гигантские молекулярные облака с массами, большими 105 массы Солнца (их известно более 6 000 в Галактике)
Туманность Орел в 6000 световых лет от нас молодое рассеянное звёздное скопление в созвездии Змеи тёмные области в туманности - это протозвёзды
Слайд 6
Туманность Ориона светящаяся эмиссионная туманность с зеленоватым оттенком и находится ниже Пояса Ориона можно видеть даже невооружённым глазом в 1300 световых лет от нас, а величиной в 33 световых года
Слайд 7
Гравитационное сжатие
Сжатие - следствие гравитационной неустойчивости, идея Ньютона.
Позже Джинс определил минимальные размеры облаков, в которых может начаться самопроизвольное сжатие.
Имеет место достаточно эффективное охлаждение среды: высвобождающаяся энергия гравитации идет на излучение инфракрасного диапазона, уходящее в космическое пространство.
Слайд 8
Протозвезда
- При увеличении плотности облака оно становится непрозрачным для излучения.
- Начинается повышение температуры внутренних областей.
- Температура в недрах протозвезды достигает порога термоядерных реакций синтеза.
- Сжатие на какое-то время прекращается.
Слайд 9
- молодая звезда пришла на главную последовательность диаграммы Г-Р
- начался процесс выгорания водорода - основного звездного ядерного топлива
- сжатие практически не происходит, и запасы энергии больше не изменяются
- медленное изменение химического состава в ее центральных областях, обусловленное превращением водорода в гелий
Звезда переходит в стационарное состояние
Слайд 10
График эволюции типичной звезды
Слайд 11
когда водород полностью выгорает, звезда уходит с главной последовательности в областьгигантовили при больших массах - сверхгигантов
Гиганты и сверхгиганты
Слайд 12
- масса звезды < 1,4 массы Солнца: БЕЛЫЙ КАРЛИК
- электроны обобществляются, образуя вырожденный электронный газ
- гравитационное сжатие останавливается
- плотность становится до нескольких тонн в см3
- еще сохраняет Т=10^4 К
- постепенно остывает и медленно сжимается(миллионы лет)
- окончательно остывают и превращаются в ЧЕРНЫХ КАРЛИКОВ
Когда все ядерное топливо выгорело, начинается процесс гравитационного сжатия.
Слайд 13
- Белый карлик в облаке межзвездной пыли
- Два молодых черных карлика в созвездии Тельца
Слайд 14
- масса звезды > 1,4 массы Солнца:
- силы гравитационного сжатия очень велики
- плотность вещества достигает миллиона тонн в см3
- выделяется огромная энергия – 10^45 Дж
- температура – 10^11 К
- взрывСверхновой звезды
- большая часть звезды выбрасывается в космическое пространство со скоростью 1000-5000 км/с
- потоки нейтрино охлаждают ядро звезды -
Нейтронная звезда
